La canneberge est l'un des produits agricoles les plus importants du Canada sur le plan économique. Ce fruit est planté dans des champs construits à partir d'une couche de sol sableux au-dessus du profil de sol naturel du site. Le fruit obtient son eau requise principalement par subirrigation via le système de drainage souterrain. Les cycles d'irrigation et de drainage répétitifs conduisent au mouvement et à la migration de fines particules et induisent la consolidation de couches de sol et le blocage des vides interstitiels et des voies de transfert de fluides. Ce phénomène se traduit par une dégradation des sols entraînant des pertes de revenus. Les pertes seraient liées à la dégradation du sol et aussi au rendement des fruits au champ. Afin de prévenir ou de ralentir ce phénomène, certaines mesures de mitigation doivent être retenues: l'optimisation de la gestion des ressources en eau, le choix des espèces de canneberges plantées dans les champs et l'examen des caractéristiques physiques du sol utilisé dans construction des nouveaux champs. La canneberge est connue comme une plante qui nécessite une énorme quantité d'eau pour sa production (irrigation pour la croissance et la protection contre le gel, ennoiement des champs pour la récolte et la glaciation pour l'apport en sable); en revanche, la plante est sensible aux situations de mauvais drainage. Plusieurs études ont été menées pour examiner ces questions. Dans ce projet de doctorat, notre objectif était d'étudier le comportement du sol en faisant les suivis de la migration de particules fines, la consolidation de ce dernier et la formation de couches restrictives pour différents types de champs de canneberges. Pour atteindre cet objectif, nous avons utilisé la tomographie aux rayons X et développé une approche adaptative pour examiner les images et les données expérimentales de nos colonnes de sol. Les résultats du projet montrent comment le mouvement de l'eau influe la migration des particules fines et conduit à des modifications du profil de sol; entraînant la construction d'une couche hydraulique restrictive dans chacun des échantillons sous différentes conditions d'altérations du cycle d'irrigation/drainage au fil du temps. L'ensemble des examens et résultats obtenus nous a permis de dégager une vision de la détection du comportement du sol et des transformations de son profil de futurs champs de canneberges. La réalisation de cette étude permettra de conscientiser les producteurs de canneberges à l'évolution des profils des sols et à les guider dans leur sélection du type de sol à utiliser lors de la construction de nouveaux champs de canneberges. Le tout contribuera à augmenter la durée de vie de ces nouveaux champs de canneberges. / Cranberry is economically one of the most important agricultural products of Canada. This fruit is commercially planted in fields constructed from a layer of sandy soil on top of the site's natural soil profile. The fruit accesses water mainly by subirrigation. Subirrigation and repetitive irrigation and drainage cycles lead to movement and migration of fine soil particles and induce consolidation of soil layers; blocking pore throats and fluid ways. This phenomenon results in soil degradation; leading to substantial losses of fruit yields and revenues. To prevent economic losses and decelerate soil degradation, some alternatives measures need to be considered, for example: optimization of water resources management, selection of specific species of cranberry and selection of proper soil types. Cranberry is known as a plant requiring huge amounts of water (irrigation for growth and frost protection, flooding for harvest and icing for sand application). On the other hand, the plant is sensitive to poor drainage conditions. Several studies have been conducted to examine these issues. In this PhD project, we studied soil behavior and examined migration of fine soil particles, soil consolidation and formation of restrictive layers of soil in different types of cranberry fields. To achieve this goal, we used x-ray tomography and developed an adaptive approach to examine the ensuing images and soil matric potential data from experimental soil columns. The results show how water movement impacts the migration of fine particles and leads to modifications of the soil profile resulting in the establishment of hydraulic restrictive layers under several alterations of the soil irrigation/drainage cycle. All these investigations and ensuing results have provided us an opportunity to build a framework on how to detect and anticipate the behavior of soils of future cranberry fields. The results of this study will help cranberry growers to understand the dynamics of soil profiles and guide them in the selection of the soil type to be used in the construction of new cranberry fields. In the end, the main outcome will increase the life span of future cranberry fields.

L'objectif de l'étude était de développer une régie d'irrigation basée sur des lectures de tensiomètres et qui respecte les besoins en eau de la canneberge et la capacité de rétention en eau des 3 principaux types de sols cultivés en canneberge. Pour y arriver, trois volets distincts ont étés complétés. Tout d'abord, 54 caractérisations physiques et hydrodynamiques ont été faites afin de connaître la conductivité hydraulique aux différents potentiels matriciels du sol (K(PHIm)). Aussi, des essais exploratoires ont étés faits durant deux étés (2006 et 2007) sur 9 et 10 champs complets afin de tester 4 régies distinctes. Finalement, une recherche en chambre de croissance a permis de mieux contrôler les paramètres d' intérêt et de mettre en relation le taux de photosynthèse, la conductance stomatale et le potentiel du xylème avec PHIm, la température des feuilles, le déficit de pression de vapeur de l'air, le type de tige et le moment de la journée. En regroupant les résultats des trois volets de la recherche, il est permis de conclure que PHIm devrait être maintenu entre --4 et -6,5 kPa au champ, sans distinction nécessaire entre les types de sol. Ainsi, l'irrigation est démarrée lorsque PHIm à une profondeur de 7 à 10 cm atteint -6,5 kPa et est arrêtée à --4 kPa.

L’application de 1 à 5 cm de sable est une pratique des plus communes dans la production de canneberge (Vaccinium macrocarpon). Cette opération est effectuée à un intervalle de 2 à 5 ans afin d'ancrer les stolons et stimuler leur enracinement. Les essais aux champs ont permis de mettre en évidence que dans la majorité des cas l’application de sable n’a pas d’impact direct sur la gestion des plantes nuisibles vivaces; ce fut particulièrement le cas dans les champs ayant plus de 60% de recouvrement de canneberges avant l’application du sable (%CAN). D’un autre côté, l’application de 1,9 cm de sable a permis la répression d’annuelles (Digitaria sanguinalis, Hypericum mutilum) et d’une vivace de courte durée (Agrostis scabra), après une première application pour un site avec moins de 25% CAN et lors de la deuxième saison pour un site avec moins de 60% CAN.